管線探測新技術(shù)

1、管線探測新技術(shù)Gyroscope Inertial Accurate Mapping Technology,現(xiàn)有資料收集（管線調(diào)查）電磁感應(yīng)法(金屬管線探測儀)探地雷達(dá) (GPR)聲學(xué)探測扎探其它,地下管線定位的基本技術(shù)方法,管線探測儀工作原理,A) 發(fā)射機(jī)產(chǎn)生一個交變電磁場，并施加到管線,該電磁信號沿管線傳播。,B) 接收機(jī)內(nèi)部的線圈感應(yīng)到這個交變的電磁場，從而探測到地下管線的走向、位置和深度。,探地雷達(dá)GPR 探測管

2、線原理,示蹤線或示蹤探頭法,管道攝像檢測儀,傳統(tǒng)地下管線定位技術(shù)遇到的挑戰(zhàn),實際探測深度受到很大限制，很難在埋深＞10米以上的情況下準(zhǔn)確測量地下管線的埋設(shè)位置和深度 容易受測量環(huán)境背景的電磁干擾影響電磁感應(yīng)法管線儀、探地雷達(dá)等不能完全城市地下空間發(fā)展的要求。非開挖等施工的特殊性,,非開挖施工技術(shù)的普及帶來的問題穿越管線的埋深已超出目前儀器設(shè)備的探測能力竣工資料缺乏準(zhǔn)確性和完整性給管線管理帶來很大隱患,由示蹤探頭法得到的啟發(fā)

3、,實現(xiàn)大埋深管線定位測量需滿足如下條件:探頭可以進(jìn)入管道中無需發(fā)射和接收電磁信號能夠?qū)崿F(xiàn)自動測量管線位置可以實現(xiàn)連續(xù)測量和記錄航天、航空中的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)---陀螺儀,陀螺儀原理,陀螺儀的原理：一個旋轉(zhuǎn)物體的旋轉(zhuǎn)軸所指的方向在不受外力影響時，是不會改變的。人們根據(jù)這個道理，用它來保持方向，制造出來的東西就叫陀螺儀(gyroscope) 。陀螺儀在工作時要給它一個力，使它快速旋轉(zhuǎn)起來，一般能達(dá)到每分鐘幾十萬轉(zhuǎn)，可以工作很長

4、時間。陀螺儀用多種方法讀取軸所指示的方向，并自動將數(shù)據(jù)信號傳給控制系統(tǒng)。,陀螺儀原理示意圖,陀螺儀的應(yīng)用和發(fā)展,現(xiàn)代陀螺儀是一種能夠精確地確定運(yùn)動物體的方位的儀器，它是現(xiàn)代航空，航海，航天和國防工業(yè)中廣泛使用的一種慣性導(dǎo)航儀器，它的發(fā)展對一個國家的工業(yè)，國防和其它高科技的發(fā)展具有十分重要的戰(zhàn)略意義。傳統(tǒng)的慣性陀螺儀主要是指機(jī)械式的陀螺儀，機(jī)械式的陀螺儀對工藝結(jié)構(gòu)的要求很高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，它的精度受到了很多方面的制約。現(xiàn)代陀螺儀的發(fā)展已經(jīng)

5、進(jìn)入了一個全新的階段。1976年 等提出了現(xiàn)代光纖陀螺儀的基本設(shè)想，到八十年代以后，現(xiàn)代光纖陀螺儀就得到了非常迅速的發(fā)展，與此同時激光諧振陀螺儀也有了很大的發(fā)展。由于光纖陀螺儀具有結(jié)構(gòu)緊湊，靈敏度高，工作可靠等等優(yōu)點，所以目前光纖陀螺儀在很多的領(lǐng)域已經(jīng)完全取代了機(jī)械式的傳統(tǒng)的陀螺儀，成為現(xiàn)代導(dǎo)航儀器中的關(guān)鍵部件。和光纖陀螺儀同時發(fā)展的除了環(huán)式激光陀螺儀外，還有現(xiàn)代集成式的振動陀螺儀，集成式的振動陀螺儀具有更高的集成度，體積更小，也是現(xiàn)

6、代陀螺儀的一個重要的發(fā)展方向。,陀螺儀進(jìn)行管線定位的原理示意圖,陀螺儀進(jìn)行管線定位的原理,(1)陀螺儀和加速度計分別測量定位儀的相對慣性空間的的3個轉(zhuǎn)角速度和3個線加速度延定位儀坐標(biāo)系的分量,經(jīng)過坐標(biāo)變換,把加速度信息轉(zhuǎn)化為延導(dǎo)航坐標(biāo)系的加速度。并運(yùn)算出定位儀的位置、速度、航向和水平姿態(tài)。例如：將北向加速度計和東向加速度計測得的運(yùn)動加速度aN、aE進(jìn)行一次積分，與北、東向初始速度VN0、VE0得到定位儀的速度分量，

7、 既： VN= ∫aNdt+ VN0 VE= ∫aEdt+ VE0 將速度V北和V東進(jìn)行變換并再次積分得到定位儀的位置變化量，與初始經(jīng)緯坐標(biāo)相加，即得到定位儀的地理位置經(jīng)緯坐標(biāo)。(2)幾種常用的坐標(biāo)系：慣性坐標(biāo)系、地球坐標(biāo)系、地理坐標(biāo)系、載體坐標(biāo)系、陀螺坐標(biāo)系、

8、動參考坐標(biāo)系；,陀螺儀管線精確定位儀的組成,1、硬件：由測量單元和行進(jìn)部分組成 2、軟件：用于對測量單元采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計算并生成點坐標(biāo)和管線空間圖形圖,各種尺寸的測量單元,現(xiàn)場操作過程,選擇適合被測管道的測量單元,初始化設(shè)定,在管道中測量,數(shù)據(jù)下載,數(shù)據(jù)處理,成果生成,技術(shù)參數(shù),數(shù)據(jù)輸出:1、數(shù)據(jù)類型：XYZ三維空間坐標(biāo)2、標(biāo)準(zhǔn)文件格式：.csv文件、.csr文件3、最大測量深度：無限制；或0-1000米4、測量精度：0.

9、25%*管長5、彎曲半徑：？？6、適用各種管材,可應(yīng)用的行業(yè),非開挖、燃?xì)?、排水、電力、化工、通訊等?新管線的敷設(shè)、工程驗收老管線的修復(fù)、定位、防止外力破壞,案例：河床底部地形測量,總 結(jié),陀螺儀三維精確定位技術(shù)作為新的地下管線定位方法，具有以下技術(shù)特點：1、測量不受地形限制，不受深度限制，不受電磁干擾；2、定位精度高；3、適合于任何材質(zhì)的地下管道；4、自動生成三維空間曲線圖，并與GIS無縫兼容。5、陀螺儀三維精